JP5631073B2 - コークス乾式消火設備およびその操業方法 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉にて製造された赤熱コークスを冷却ガスにより冷却するコークス乾式消火設備およびその操業方法に関する。

コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）は、コークス炉で製造された赤熱コークスを冷却するための設備であり、冷却塔にその上方から赤熱コークスをバッチ装入し、赤熱コークスを収容する冷却塔に冷却ガス（不活性ガス）を供給することにより赤熱コークスを所定温度まで冷却し、冷却されたコークスを冷却塔の下方から連続的に排出するようになっている。赤熱コークスと熱交換することにより高温となった冷却ガスは、その顕熱および潜熱（燃焼成分）が廃熱回収ボイラにて蒸気として回収され、廃熱回収された後の冷却ガスは循環使用される。

このようなコークス乾式消火設備では、バケットによって搬送されてきた赤熱コークスを装入装置により装入するが、その際に炉頂蓋を開くため、冷却塔の内部のガスが装入されたコークスと置換されて装入口から粉塵をともなって排出され、発塵してしまう。

このようなコークス装入の際の発塵の問題を解決する技術として、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１の技術では、バケットによって搬送されてきた赤熱コークスをホッパで受けて冷却塔に装入する際に、装入口をガスシールし、赤熱コークス装入口および冷却塔の上部を覆う集塵フードをホッパ下部に設け、集塵フードを集塵ダクトを介して集塵器に接続し、集塵フードの下部と冷却塔の上部とをガスシールすることにより発塵を防止している。

特開２００６−２６５５００号公報

上記特許文献１の技術では、粉塵を含むガスが外部に拡散して発塵することを防止することはできるものの、赤熱コークスを装入した際には、冷却塔からその分に対応する量の高温の排ガスが粉塵をともなって集塵フードに排出され、この高温ガスが集塵ダクトを介して集塵器に供給されて排出されるため、この排ガスの顕熱を有効利用することができない。

本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、冷却塔に赤熱コークスを装入する際に、冷却塔からの粉塵を含むガスの発生自体を抑制することができるコークス乾式消火設備およびその操業方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の第１の観点では、コークス炉にて製造された赤熱コークスを冷却ガスにより冷却するコークス乾式消火設備であって、
上部に赤熱コークスを装入する装入口を有するとともに、上部に設けられて内部の圧力を計測する圧力計を有し、その中に装入された赤熱コークスを冷却する冷却塔と、
前記装入口を開閉する炉頂蓋と、
前記冷却塔に向けて冷却ガスを通流する冷却ガス通流路および前記冷却塔内で前記冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスを通流する高温ガス通流路を有し、前記冷却ガスを含むガスを循環させるガス循環路と、
前記ガス循環路にガスを循環させる循環機構と、
前記ガス循環路に介装され、赤熱コークスと熱交換して高温になった冷却ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラと、
空気吹込み量を調整する流量調整バルブおよび前記空気吹込み量を計測する第１の流量計が設けられており、前記高温ガス通流路に空気を吹き込んで前記高温ガスの可燃分を燃焼させ、高温ガスをさらに昇温させる空気吹き込み機構と、ガス排出量を調整するバルブおよび前記ガス排出量を計測する第２の流量計が設けられており、前記ガス循環路の前記冷却ガス通流路から冷却ガスを排出する冷却ガス排出機構とを有し、前記冷却塔および前記ガス循環路を循環する循環ガスの供給量と排気量とを調整する調整機構と、
前記炉頂蓋を閉じて通常操業する際に、前記圧力計の値に基づいて、前記冷却塔内の圧力が一定となるよう、前記循環ガスの供給量と排気量とがバランスするように前記調整機構を制御し、前記炉頂蓋を開けて前記冷却塔に前記赤熱コークスを装入する際に、前記第１の流量計と前記第２の流量計との値に基づいて、前記循環ガスの供給量と排気量とのバランスを崩すよう、前記循環ガスの排気量が供給量よりも多くなるように前記調整機構を制御する制御部と
を具備し、
前記制御部は、前記赤熱コークス装入時に、前記冷却ガス排出機構から排出されるガスの流量が一定となるように前記バルブを制御するとともに、前記空気吹き込み機構からの空気吹き込み流量を、前記通常操業時よりも少なくなるようにして前記循環ガスの供給量を減少させるように前記空気吹込み量を調整する前記流量調整バルブを制御することを特徴とするコークス乾式消火設備を提供する。

本発明の第２の観点では、上部に赤熱コークスを装入する装入口を有するとともに、上部に設けられて内部の圧力を計測する圧力計を有し、その中に装入された赤熱コークスを冷却する冷却塔と、
前記装入口を開閉する炉頂蓋と、
前記冷却塔に向けて冷却ガスを通流する冷却ガス通流路および前記冷却塔内で前記冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスを通流する高温ガス通流路を有し、前記冷却ガスを含むガスを循環させるガス循環路と、
前記ガス循環路にガスを循環させる循環機構と、前記ガス循環路に介装され、赤熱コークスと熱交換して高温になった冷却ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラと、
空気吹込み量を調整する流量調整バルブおよび前記空気吹込み量を計測する第１の流量計が設けられており、前記高温ガス通流路に空気を吹き込んで前記高温ガスの可燃分を燃焼させ、高温ガスをさらに昇温させる空気吹き込み機構と、ガス排出量を調整するバルブおよび前記ガス排出量を計測する第２の流量計が設けられており、前記ガス循環路の前記冷却ガス通流路から冷却ガスを排出する冷却ガス排出機構とを有し、前記冷却塔および前記ガス循環路を循環する循環ガスの供給量と排気量とを調整する調整機構と
を有するコークス乾式消火設備の操業方法であって、
前記炉頂蓋を閉じ、前記冷却塔内の圧力が一定になるよう、前記循環ガスの供給量と排気量とがバランスするように、前記冷却塔の上部に設けられて前記冷却塔内の圧力を計測する圧力計の値に基づいて前記調整機構を制御して通常操業する工程と、
前記炉頂蓋を開け、前記第１の流量計と前記第２の流量計との値に基づいて、前記循環ガスの供給量と排気量とのバランスを崩すよう、前記循環ガスの排気量が供給量よりも多くなるように前記調整機構を制御して、前記冷却塔に前記赤熱コークスを装入する工程と
を有し、
前記赤熱コークスを装入する工程において、前記冷却ガス排出機構から排出されるガスの流量が一定となるように前記バルブを制御するとともに、前記高温ガス通流路への空気の吹き込み流量を、前記通常操業する工程よりも少なくなるようにして、前記循環ガスの供給量を減少させるように前記空気吹込み量を調整する前記流量調整バルブを制御することを特徴とするコークス乾式消火設備の操業方法を提供する。

本発明において、前記循環ガスの排気量と供給量との差を、装入する赤熱コークスの体積速度に相当する量とすることが好ましい。

前記冷却塔の頂部と前記高温ガス通流部との間を接続するバイパスダクトをさらに具備するようにし、赤熱コークス装入時に、前記冷却塔の装入口から吸引された空気を前記ガス排出部に供給するようにすることが好ましい。

本発明によれば、炉頂蓋を閉じて通常操業する際に、冷却塔内の圧力が一定となるよう、循環ガスの供給量と排気量とがバランスするようにし、炉頂蓋を開けて冷却塔に前記赤熱コークスを装入する際に、循環ガスの供給量と排気量とのバランスを崩すよう、循環ガスの排気量が供給量よりも多くなるようにしたので、炉頂蓋を開けた際に、排気量と供給量との差に応じて装入口から空気が吸引される。このため、コークスを装入する際に装入口からガスが発生することを抑制することができ、コークス装入時の発塵を根本的に防止することができる。また、本発明では、高温ガス通流路に空気を吹き込んで高温ガスの可燃分を燃焼させ、高温ガスをさらに昇温させる空気吹き込み機構を備えることで、燃焼効率を向上させることができる。そして、赤熱コークス装入時の供給量と排気量とのバランスを崩す制御を、冷却ガス排出機構から排出されるガスの流量を一定にするとともに、空気吹き込み機構からの空気吹き込み流量を通常操業時よりも少なくなるようにして循環ガスの供給量を減少させることで行うことにより、ガスの排出量を減じることができ、排出ガスの集塵を行う集塵器の負荷を減らすことができる。

本発明の一実施形態に係るコークス乾式消火設備を示す概略構成図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るコークス乾式消火設備（ＣＤＱ）を示す概略構成図である。

このコークス乾式消火設備（ＣＤＱ）１００は、赤熱コークスが装入される冷却塔１と、冷却塔１の下部から冷却塔１の内部に冷却ガスを供給し、冷却塔１内で冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスを冷却塔１から排出してガスを循環させるガス循環部２と、冷却塔１から排出された高温のガスの顕熱および潜熱を蒸気として回収する廃熱回収ボイラ４とを有している。

冷却塔１は、上部の予備室１ａと下部の冷却室１ｂとから構成されており、予備室１ａの上部にコークス炉から搬送されてきた赤熱コークスが装入される装入口１１が形成され、装入口１１を開閉する炉頂蓋１２が設けられている。装入口１１にはホッパ等を有する装入装置１３が配置されており、赤熱コークスを収容したバケット１４がクレーン等により運搬されて、装入装置１３に至り、バケット１４内の赤熱コークスが装入装置１３を介して装入口１１から冷却塔１内に装入される。

装入装置１３には集塵ダクト４１が接続されており、集塵ダクト４１には、サイクロン４２、バグフィルタからなる集塵器４３、排気ファン４４が接続されており、集塵ダクト４１の終端にはサイクロン４２および集塵器４３で除塵された排ガスを大気に放出する煙突４５が接続されている。

冷却室１ｂへは予備室１ａから赤熱コークスが供給され、冷却室１ｂの下部において冷却ガスが上方に向かうように導入され、この冷却ガスにより冷却室１ｂ内のコークスが冷却される。そして、冷却室１ｂの下端には冷却されたコークスを連続的に排出する排出装置１６が設けられている。

ガス循環部２は、冷却ガスが通流する冷却ガス通流部２ａと、冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスが通流する高温ガス通流部２ｂと、ガスを循環させる循環ファン３とを有している。

高温ガス通流部２ｂは、予備室１ａの側壁に円管状に設けられ赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスが流入する円環煙道２４と、円環煙道２４に接続され、高温ガスを回熱回収ボイラ４に導く流路２２が形成された一次除塵器２３とを有する。冷却塔１において冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスはフリュウ２１を介して円環煙道２４へ流出する。なお、冷却塔１の頂部と一次除塵器２３とを繋ぐようにバイパスダクト７１が設けられている。

冷却ガス通流部２ａは、廃熱回収ボイラ４で廃熱が回収された後のガスを冷却ガスとして供給する冷却ガス配管３１と、冷却ガス配管３１に設けられた二次除塵器としてのサイクロン３２と、冷却ガス配管３１から冷却塔１の冷却室１ｂ下部に上方に向けて冷却ガスを導入する冷却ガス導入機構３４とを有している。上記循環ファン３は冷却ガス配管３１に設けられている。なお、冷却ガス配管３１には、ガスクーラー３５が設けられていてもよい。

上記高温ガス通流部２ｂの一次除塵器２３中の流路２２は高温ガス通流路として機能し、上記冷却ガス通流部２ａの冷却ガス配管３１は冷却ガス通流路として機能し、これらによりガス循環路を構成しており、このガス循環路および冷却塔１に所定量のガスが循環されることとなる。

廃熱回収ボイラ４は、内部に水を通流する伝熱管（図示せず）を有しており、伝熱管に通流している水を排出ダクト２２からの高温ガスで加熱して蒸気に変換する。そして、生成された蒸気は蒸気タービン等へ供給され、有効利用される。

コークス乾式消火設備１００は、また、冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後に得られる高温ガスに空気を吹き込む空気吹き込み機構５と、冷却塔１に供給される冷却ガスを排出するガス排出機構６とを有しており、これらはガス循環路を循環する循環ガスの供給量および排気量を調整する調整機構として機能する。

冷却塔１に装入される赤熱コークスは約１０００℃の高温であり、コークス中の未乾留成分（揮発成分）が水素やメタン等の可燃性ガスになり、ガス循環路の循環ガス中に供給される。このため、空気吹き込み機構５は、冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後に得られる高温ガスに空気を供給して上述の可燃性ガスを燃焼させ、さらに昇温させる。これにより例えば９００〜１０００℃の高温ガスを廃熱回収ボイラ４に供給して、蒸気生成効率を高める。空気吹き込み機構５は、円環煙道２４、一次除塵器２３の流路２２、予備室１ａに接続された複数の空気吹き込み配管５１を有し、これら配管５１は配管５２に収束され、配管５２には空気吹き込みファン５３が設けられ、この空気吹き込みファン５３により配管５１を介して冷却ガス排出部３を通流する高温の冷却ガスに空気が吹き込まれる。配管５２には流量調整バルブ５４および流量計５５が設けられており、流量計５５の値に基づいて流量調整バルブ５４の開度を調整することにより空気吹き込み量を一括して制御可能となっている。また、各配管５１の流量調整も行えるようになっており、各配管５１の空気の分配比を調整可能となっている。

ガス排出機構６は、赤熱コークスからの発生ガスや、空気吹き込みにより増加した循環ガスの余剰分を系外に排出するものであり、冷却ガス配管３１の循環ファン３よりも下流側に接続されたガス排出配管６１を有し、ガス排出配管６１にはバルブ６２および流量計６３が設けられており、流量計６３の値に基づいてバルブ６２によりガス排出量を調整可能となっている。一方、冷却塔１の上部には圧力計６４が設けられており、圧力計６４の値に基づいてバルブ６２を調整し、冷却塔１内の圧力を調整可能となっている。つまり、バルブ６２は流量調整バルブおよび圧力調整バルブの両方の機能を有する。そして、バルブ６２は通常の操業時（炉頂蓋１２が閉）には圧力調整バルブとして機能し、コークス装入時（炉頂蓋１２が開）には流量調整バルブとして機能する。ガス排出配管６１は、集塵ダクト４１に接続されており、ガス排出配管６１に排出された冷却ガスは、集塵器４３で集塵されて大気に排出される。

コークス乾式消火設備１００は、さらに、制御部７を有している。制御部７は、炉頂蓋１２を閉じて通常操業している際には、冷却塔１およびガス循環路を循環する循環ガスの供給量と排気量とがバランスするように制御する。一方、制御部７は、コークス装入時に炉頂蓋１２を開放した時点では、冷却塔１およびガス循環路を循環する循環ガスの排出量が循環ガスの供給量よりも多くなるように制御する。これにより、循環ガスの供給量と排出量のバランスが崩れた分だけ、装入口１１から空気が吸引されてコークス装入時の発塵が防止される。循環ガスの排出量が循環ガスに対するガスの供給量よりも多くなるように制御するためには、循環ガスの排出量を増加させるか、循環ガスの供給量を減少させるか、またはその両方を行えばよい。このときの循環ガスの排気量と供給量との差は、装入するコークスの体積速度に相当する量であることが好ましい。これにより、コークス装入時にコークス装入口１１から排出されるガス量をほとんどなくすことが可能になる。

具体的には、制御部７は主に空気吹き込み機構５およびガス排出機構６を制御し、通常操業時には、炉頂蓋１２を閉じた状態で、空気吹き込み機構５による空気の吹き込み量が予め定められた量になるように流量調整バルブ５４を制御するとともに、冷却塔１内の圧力が一定になるように、バルブ６２を圧力調整バルブとして機能させ、ガス排出配管６１からのガスの排出を制御して、循環ガスの供給量と排気量とがバランスするようにする。一方、コークス装入時に炉頂蓋１２を開放した際には、バルブ６２を流量調整バルブとして機能させ、ガス排出機構６によりガスの排出量を通常操業時よりも増加させることにより、循環ガスの排気量を増加させて装入口１１から所定流量の空気を吸引するように制御する。また、これに加えて、空気吹き込み機構５による空気吹き込み流量を通常の操業時よりも減じるように制御してもよい。これによって、循環ガスの供給量が減少し、ガス排気機構６からの排出量を増加させて循環ガスの排気量を増加させるのと同様に、循環ガスの供給量と排気量のバランスが崩れて、空気吹き込み量を減じた分だけ、必然的に装入口１１から空気を吸引するようになる。このように、ガスの排出量を通常操業時よりも増加させることに加えて、空気吹き込み機構５による空気吹き込み流量を通常の操業時よりも減じるように制御することにより、ガス排出機構６からの排出流量を減じることができ、集塵器４３の負荷を減らすことができる。なお、ガス排出機構６のバルブ６２を流量一定のまま、もしくは開度一定のまま、空気吹き込み機構５の空気吹き込み流量を減じることのみで循環ガスの供給量を減少させて装入口１１から空気を吸引するようにすることもできるのは言うまでもない。

制御部７は、コークス装入時において、炉頂蓋１２を開けた直後に循環ガスの供給量と排気量のバランスを制御することが好ましい。これは、装入口１１は、通常、水封シールされており、炉頂蓋１２が閉じている際に過度の負圧にすれば、冷却塔１内に水が侵入するおそれがあるからであり、炉頂蓋１２を開いてからコークス装入までには、制御部７の操作が十分可能だからである。炉頂蓋１２を開けた時点で、装入口１１から有効に空気が吸引される。そして、コークスの装入が終了して炉頂蓋１２が閉じる直前で操業時の制御に戻す。

次に、このように構成されるコークス乾式消火設備１００の動作について説明する。
冷却塔１には赤熱コークスが装入され、操業時には炉頂蓋１２が密閉された状態で冷却室１ｂの下部に設けられた冷却ガス導入機構３４から上方に向けて冷却室１ｂ内のコークスに冷却ガスを連続的に供給する。そしてこれにより冷却されたコークスは排出装置１６により連続的に排出される。

冷却室１ｂに供給された冷却ガスは、赤熱コークス中を上昇し、赤熱コークスと熱交換される。冷却ガスが赤熱コークスと熱交換されることにより高温ガスとなる。高温ガスは、ガス循環部２の高温ガス通流部２ｂの円環煙道２４、一次集塵器２３の流路２２を介して廃熱回収ボイラ４に導かれる。そして、予備室１ａ、および冷却ガス排出部３の円環煙道２４、一次除塵器２３に空気吹き込み機構５の配管５１を介して空気が吹き込まれ、冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の可燃成分を含んだ高温ガスが燃焼されて例えば９００〜１０００℃の高温ガスとなる。これにより、廃熱回収ボイラ４における蒸気発生量を増加させて蒸気発生効率を高めることができる。

廃熱回収ボイラ４においては高温ガスの顕熱および潜熱により蒸気を発生させ、この蒸気を蒸気タービン等に供給する。廃熱回収ボイラ４により廃熱が回収されて温度が低下した後のガスは、循環ファン３３により再び冷却ガスとして冷却ガス供給部２の冷却ガス配管３１に導かれ、二次除塵器としてのサイクロン３２により除塵され、引き続き冷却ガス通流部２ａの冷却配管３１を経て冷却塔１の下部に存在する冷却ガス導入機構３４から冷却塔１内に導入される。供給される冷却ガスは、必要に応じてガスクーラー３５により冷却される。

このようにして、通常操業時には、一次除塵器２３中の流路２２と冷却ガス配管３１とにより構成されるガス循環路、および冷却塔１を通ってガスが循環され、この際に、このガス循環路の高温部分に空気吹き込み機構５から所定量の空気が吹き込まれ、かつ冷却塔１内の上部のガス圧力が一定になるようにガス排出配管６１を介して冷却ガス循環路の低温部分から余剰の冷却ガスが排出され、循環ガスの供給量と排気量がバランスするようにされる。

冷却室１ｂにおいてコークスが連続的に冷却されて排出されることにより、予備室１ａから赤熱コークスが連続的に冷却室１ｂへ供給される。そして、予備室１ａ内の赤熱コークスが所定量以下になった時点、または従前の装入から所定時間経過した時点で、予備室１ａ内に赤熱コークスを装入する。このとき、炉頂蓋１２を開放して。バケット１４から装入装置１３を介して赤熱コークスを冷却塔１の予備室１ａに装入する。

このとき、従来は、装入したコークスの体積に対応する量のガスが冷却塔１の装入口１１から放出されることとなる。冷却塔１から放出されるガスは多量の粉塵をともなった可燃性の高温のガスであるため、装入口１１の周囲で発塵するとともに、可燃成分も燃焼し、さらに高温となったガスがそのまま集塵器４３に排出されることになり、高温ガスの熱エネルギーを有効利用することができない。また、集塵器４３は、コークス装入時の負荷が過大となり、これに合わせて能力が決定されるため、通常操業では必要のない設備投資となる。

そこで、本実施形態では、コークス装入時に、炉頂蓋１２を開放した時点で、冷却塔１およびガス循環路を循環する循環ガスの排気量が供給量よりも多くなるようにしてバランスを崩すように制御する。

具体的には、炉頂蓋１２を閉じた状態の通常操業時には、空気吹き込み機構５による空気の吹き込み量が予め定められた量になるように流量調整バルブ５４を制御するとともに、冷却塔１内の圧力が一定になるように、バルブ６２を圧力調整バルブとして機能させ、ガス排出配管６１からのガスの排出を制御して、循環ガスの供給量と排気量とがバランスするようにするのに対し。コークス装入時に炉頂蓋１２を開けた際には、バルブ６２を流量調整バルブとして機能させ、ガス排出機構６によりガスの排出量を通常操業時よりも増加させることにより、循環ガスの排気量を増加させて循環ガスの供給量と排気量のバランスを意図的に崩し、装入口から所定流量の空気を吸引するように制御する。このとき、これに加えて、空気吹き込み機構５による空気吹き込み流量を通常の操業時よりも減じるように制御するようにしてもよい。その際は、炉蓋１２を開くのであるから、特に予備室１ａに吹き込む空気を優先的に停止させたほうがよい。このように空気吹き込み流量を通常の操業時よりも減じることにより、循環ガスの供給量が減少し、ガス排気機構６からの排気量を増加させて循環ガスの排気量を増加させるのと同様に、循環ガスの供給量と排気量のバランスが崩れて、空気吹き込み量を減じた分だけ、必然的に装入口１１から空気を吸引するようになる。また、ガス排出機構６からの排出量を減じることができ、集塵器４３の負荷を減らすことができる。なお、ガス排出機構６のバルブ６２を流量一定のまま、もしくは開度一定のまま、空気吹き込み機構５の空気吹き込み流量を減じることのみで循環ガスの供給量を減少させて装入口１１から空気を吸引するようにしてもよい。

このように、本実施形態では、炉頂蓋１２を閉じて通常操業している際には循環ガスの供給量と排気量とをバランスさせていたのを、炉頂蓋１２を開けてコークスを装入する際に、循環ガスの排気量が供給量よりも多くなるようにする。これにより、循環ガスの供給量と排気量のバランスが崩れた分だけ、装入口１１から空気が吸引されて、コークス装入時に装入口１１からのガスの排出が抑制されるので、発塵を発生源から防止することができる。このときの循環ガスの排気量と供給量との差は、装入するコークスの体積速度に相当する量であることが好ましい。これにより、コークス装入時にコークス装入口１１から排出されるガス量をほとんどなくすことが可能になる。また、コークス装入時における冷却塔１からのガスの排出自体を抑制することができるので、熱回収されない高温ガスがそのまま排出されることが防止され、有効に熱回収を行うことができる。また、コークス装入時におけるガスの排出が抑制されることにより、集塵器に必要される能力は、炉頂蓋１２を開けたときもほとんど変化がなく、上述した特許文献１のような専用の集塵器が不要となる。

また、バイパスダクト７１が設けられているので、装入口１１から冷却塔１に空気が吸引された際に、吸引された空気がバイパスダクト７１を介してガス排出部３の一次除塵器２３に供給されるので、吸引された空気が予備室１ａの赤熱コークスを燃焼してしまうことを抑制することができる。この際、ガス排出機構６からの流量を一定のまま、空気吹き込み機構５の供給量を減じれば、減少した空気量に相当する空気が、装入口１１から進入するが、前述の通り、予備室１ａへの空気吹き込みが停止していれば、この空気の一部が、予備室１ａ内の可燃性ガスを燃焼させ、前記バイパスダクト７１を介して、一次除塵器２３に排気する。その際、予備室１ａ内での燃焼に寄与しなかった装入口１１より進入した空気は、バイパスダクト７１を介して一次除塵器２３内で循環ガス内の燃焼成分を燃焼することに寄与することになり、結果的に、空気吹き込み機構５の供給量を減じる前と同等の燃焼が、廃熱回収ボイラ４の前段で維持されることになる。このことにより、廃熱回収ボイラ４の安定運転、すなわち効率的な運用が可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記例では空気吹き込み機構５を設け、高温ガスに空気を吹き込んでさらに温度を上昇させる例について示したが、これに限るものではない。空気吹き込み機構５を設けない場合には、循環ガスの供給量と排気量とを調整する調整機構としてはガス排出機構のみを用いるようにすることが可能である。

さらに、上記実施形態では、コークス装入時と通常操業時における循環ガスの流量を制御部により制御する例を示したが、オペレータの操作により循環ガスの流量を制御するようにしてもよい。

さらにまた、本発明は、上記実施形態の構成要素を全て具備している必要はなく、本発明の範囲を逸脱しない限り、上記実施形態の構成要素を一部取り除いたものも本発明の範囲内である。

１；冷却塔
１ａ；予備室
１ｂ；冷却室
２；ガス循環部
２ａ；冷却ガス通流部
２ｂ；高温ガス通流部
３；循環ファン
４；廃熱回収ボイラ
５；空気吹き込み機構
６；ガス排出機構
７；制御部
１１；装入口
１２；炉頂蓋
１３；装入装置
１６；排出装置
２１；フリュウ
２２；流路
２３；一次除塵器
２４；円環煙道
３１；冷却ガス配管
３２；サイクロン（二次除塵器）
３４；冷却ガス導入機構
３５；ガスクーラー
４１；集塵ダクト
４３；集塵器
５１，５２；配管
５３；ファン
５４；流量調整バルブ
５５；流量計
６１；ガス排出配管
６２；バルブ
６３；流量計
６４；圧力計
７１；バイパスダクト
１００；コークス乾式消火設備（ＣＤＱ）

Claims (6)

1. コークス炉にて製造された赤熱コークスを冷却ガスにより冷却するコークス乾式消火設備であって、
   上部に赤熱コークスを装入する装入口を有するとともに、上部に設けられて内部の圧力を計測する圧力計を有し、その中に装入された赤熱コークスを冷却する冷却塔と、
   前記装入口を開閉する炉頂蓋と、
   前記冷却塔に向けて冷却ガスを通流する冷却ガス通流路および前記冷却塔内で前記冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスを通流する高温ガス通流路を有し、前記冷却ガスを含むガスを循環させるガス循環路と、
   前記ガス循環路にガスを循環させる循環機構と、
   前記ガス循環路に介装され、赤熱コークスと熱交換して高温になった冷却ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラと、
   空気吹込み量を調整する流量調整バルブおよび前記空気吹込み量を計測する第１の流量計が設けられており、前記高温ガス通流路に空気を吹き込んで前記高温ガスの可燃分を燃焼させ、高温ガスをさらに昇温させる空気吹き込み機構と、ガス排出量を調整するバルブおよび前記ガス排出量を計測する第２の流量計が設けられており、前記ガス循環路の前記冷却ガス通流路から冷却ガスを排出する冷却ガス排出機構とを有し、前記冷却塔および前記ガス循環路を循環する循環ガスの供給量と排気量とを調整する調整機構と、
   前記炉頂蓋を閉じて通常操業する際に、前記圧力計の値に基づいて、前記冷却塔内の圧力が一定となるよう、前記循環ガスの供給量と排気量とがバランスするように前記調整機構を制御し、前記炉頂蓋を開けて前記冷却塔に前記赤熱コークスを装入する際に、前記第１の流量計と前記第２の流量計との値に基づいて、前記循環ガスの供給量と排気量とのバランスを崩すよう、前記循環ガスの排気量が供給量よりも多くなるように前記調整機構を制御する制御部と
   を具備し、
   前記制御部は、前記赤熱コークス装入時に、前記冷却ガス排出機構から排出されるガスの流量が一定となるように前記バルブを制御するとともに、前記空気吹き込み機構からの空気吹き込み流量を、前記通常操業時よりも少なくなるようにして前記循環ガスの供給量を減少させるように前記空気吹込み量を調整する前記流量調整バルブを制御することを特徴とするコークス乾式消火設備。
2. 前記制御部は、前記循環ガスの排気量と供給量との差を、装入する赤熱コークスの体積速度に相当する量に制御することを特徴とする請求項１に記載のコークス乾式消火設備。
3. 前記冷却塔の頂部と前記高温ガス通流路との間を接続するバイパスダクトをさらに具備することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のコークス乾式消火設備。
4. 上部に赤熱コークスを装入する装入口を有するとともに、上部に設けられて内部の圧力を計測する圧力計を有し、その中に装入された赤熱コークスを冷却する冷却塔と、
   前記装入口を開閉する炉頂蓋と、
   前記冷却塔に向けて冷却ガスを通流する冷却ガス通流路および前記冷却塔内で前記冷却ガスが赤熱コークスと熱交換した後の高温ガスを通流する高温ガス通流路を有し、前記冷却ガスを含むガスを循環させるガス循環路と、
   前記ガス循環路にガスを循環させる循環機構と、前記ガス循環路に介装され、赤熱コークスと熱交換して高温になった冷却ガスの熱を回収する廃熱回収ボイラと、
   空気吹込み量を調整する流量調整バルブおよび前記空気吹込み量を計測する第１の流量計が設けられており、前記高温ガス通流路に空気を吹き込んで前記高温ガスの可燃分を燃焼させ、高温ガスをさらに昇温させる空気吹き込み機構と、ガス排出量を調整するバルブおよび前記ガス排出量を計測する第２の流量計が設けられており、前記ガス循環路の前記冷却ガス通流路から冷却ガスを排出する冷却ガス排出機構とを有し、前記冷却塔および前記ガス循環路を循環する循環ガスの供給量と排気量とを調整する調整機構と
   を有するコークス乾式消火設備の操業方法であって、
   前記炉頂蓋を閉じ、前記冷却塔内の圧力が一定になるよう、前記循環ガスの供給量と排気量とがバランスするように、前記冷却塔の上部に設けられて前記冷却塔内の圧力を計測する圧力計の値に基づいて前記調整機構を制御して通常操業する工程と、
   前記炉頂蓋を開け、前記第１の流量計と前記第２の流量計との値に基づいて、前記循環ガスの供給量と排気量とのバランスを崩すよう、前記循環ガスの排気量が供給量よりも多くなるように前記調整機構を制御して、前記冷却塔に前記赤熱コークスを装入する工程と
   を有し、
   前記赤熱コークスを装入する工程において、前記冷却ガス排出機構から排出されるガスの流量が一定となるように前記バルブを制御するとともに、前記高温ガス通流路への空気の吹き込み流量を、前記通常操業する工程よりも少なくなるようにして、前記循環ガスの供給量を減少させるように前記空気吹込み量を調整する前記流量調整バルブを制御することを特徴とするコークス乾式消火設備の操業方法。
5. 前記循環ガスの排気量と供給量との差を、装入する赤熱コークスの体積速度に相当する量とすることを特徴とする請求項４に記載のコークス乾式消火設備の操業方法。
6. 前記コークス乾式消火設備は、前記冷却塔の頂部と前記高温ガス通流路との間を接続するバイパスダクトをさらに有し、前記赤熱コークスを装入する工程において、前記冷却塔の前記装入口から吸引された空気を前記バイパスダクトを介して前記高温ガス通流路に供給することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のコークス乾式消火設備の操業方法。

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